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  • 2020-02-04前沿技术|磨削大牛分享的前沿磨削技术

    前沿技术|磨削大牛分享的前沿磨削技术

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  • 2020-02-04从封装气密性看元器件可靠性!

    从封装气密性看元器件可靠性!

    可靠性技术交流 2016-11-10

    微电子器件从密封方面分为气密封装和非密封装,高等级集成电路和分立器件通常采用气密封装,多采用金属、陶瓷、玻璃封装,内部为空腔结构,充有高纯氮气或其它惰性气体,也含有少量其它气体。工业级和商业级器件通常采用塑封工艺,没有空腔,芯片是被聚合材料整个包裹住,属于非气密封装。

    总体上,气密封装元器件可靠性要比非气密封装高一个数量级以上,气密封装元器件一般按军标、宇航标准严格控制设计、生产、测试、检验等多个环节,失效率低,多用于高可靠应用领域。非密封器件,一般适用于环境条件较好,可靠性要求不太高的民用电子产品。

    气密封装器件散热性好,环境适应性更强,军品和宇航级元器件额定工作环境温度能达到-55℃~+125℃.。塑封非气密封装器件散热较差,根据应用领域不同一般分为商业级和工业级,商业级额定工作环境温度为0℃~70℃,工业级额定工作环境温度为-40℃~85℃,也有一些工业级塑封元器件工作上限温度可达到+125℃,达到军温水平。

    气密封装元器件的空腔内部都含有少量水汽,国军标和美军标对内部水汽含量都做了明确限制,规定内部水汽含量不能超过5000ppm。这是因为水汽含量高可能引起一些可靠性问题,包括内部化学污染,加速对内部金属的腐蚀,主要是对引线和没有钝化层保护的键合区的破坏,也可导致元器件绝缘性能下降或参数超差。低温下可引起继电器功能失效。由于内部水汽含量超标曾经引起多批元器件失效并导致极其严重的系统灾难。

    (密封元器件内部典型结构)

     

    (密封元器件AL线受到腐蚀)

    5000ppm水汽含量的直观定义是这样的:假设密封封装内的水汽含量为5000ppm,则其25℃贮存条件下内部相对湿度为16%,而在使用条件下(产生热量,假设温度升高为55℃)的内部相对湿度为3.2%。在这样相对湿度条件下,封装内表面吸附的液态水很少,不能形成3个单分子液态水的腐蚀必要条件,能够保证元器件长期贮存和使用环境下的可靠性。内部水汽含量是气密封装元器件一项严格的封装工艺控制项目,在每批次元器件质量一致性测试项目中是必须的。同时也是第三方破坏性物理分析必须的试验项目。

    除了抽样进行内部水汽含量检测外,控制内部水汽含量的另一个有效办法是密封性检查。通过测量每个元器件的漏率确保气密封装完好性,避免空气中的水汽侵入影响元器件可靠性。因此选用高等级元器件对于保障系统可靠性是有力保障措施之一。

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  • 2020-02-04电子烟多孔陶瓷雾化芯4种成孔工艺

    电子烟多孔陶瓷雾化芯4种成孔工艺的优劣比较

    年来表面与界面起突出作用的新型材料日益受到重视。多孔陶瓷材料正是一种利用物理表面的新型材料,是一种经过高温烧成,内部分布着大量三维彼此贯通的孔道,具有三维立体网络骨架结构的陶瓷体。这种多孔陶瓷新型材料在电子烟的雾化过程中发挥着极其重要的作用。


    图 悦刻电子烟雾化芯  采用麦克韦尔FEELM陶瓷技术


    RELX是国内首个选用麦克韦尔FEELM发热体的小烟。RELX所采用的雾化芯是陶瓷雾化发热体,具有稳定耐高温、安全易导油的特质,能带来更细腻的口感和防漏油的优势。目前微孔陶瓷雾化芯是烟油型电子烟的标配,除了悦刻、还有MK电子烟、NRX 尼威、MT等多款电子烟。这种三维立体网络骨架结构的多孔陶瓷是如何制造出来的呢?


    多孔陶瓷材料的材质种类繁多,由于使用目的不同,对材料的性能也都不同,因此,近年来逐渐开发出许多不同的制备技术。多孔陶瓷的一般制备流程为造粒、混料、成型、烧结等。


    图 多孔陶瓷制备示意


    多孔陶瓷成孔方法主要在于烧结过程孔隙的形成,成孔的方法有添加造孔剂工艺,发泡工艺,有机泡沫浸渍工艺,溶胶-凝胶工艺等。


    1.添加造孔剂工艺


    通过在陶瓷配料中添加造孔剂,利用造孔剂在胚体中占据一定的空间,在烧结过程中,造孔剂离开基体从而形成气孔得到多孔陶瓷。成型方法主要有模压、挤压、轧制、等静压、注射和粉浆浇注等。产品一般称为蜂窝多孔陶瓷。


    2.有机泡沫浸渍


    用有机泡沫浸渍陶瓷浆料, 干燥后烧掉有机泡沫,从而获得多孔陶瓷,该方法适用于制备高气孔率,开气孔的多孔陶瓷。产品一般被称为网眼多孔陶瓷。


    3.发泡方法


    发泡剂与与粘土质材料混合,在压力作用下使粘土颗粒相互粘结, 当足够的热量传到粘土颗粒内部时,材料发泡膨胀充满整个模子,冷却后即得多孔陶瓷材料。可制备各种孔径大小和形状的多孔陶瓷,一般被称为泡沫多孔陶瓷。


    4.溶胶凝胶工艺


    陶瓷颗粒和有机凝胶混合,清洗离子交换后,烧结成多孔陶瓷材料。可以通过调节烧结温度来改变多孔 SiO2材料的结构、气孔率和孔径大小。溶胶凝胶法主要用来制备微孔陶瓷材料,特别是微孔陶瓷薄膜。


    几种工艺的比较


    成型方法

    添加造孔剂

    有机泡沫浸渍

    发泡方法

    溶胶凝胶方法

    优点

    1.不同的成形方法,可制得形状复杂的制品

    2.可制取各种气孔结构

    1.能制取高气孔率的制品

    2.试样强度好

    1.特别适于制取闭气孔的制品

    2.气孔率大,强度高

    1.适于制取微孔陶瓷

    2.适于制取薄膜材料

    3.气孔分布均匀

    缺点

    1.气孔分布均匀性差,

    2.不适合制取高气孔率

    1.不能制造小孔径闭气孔的制品

    2.制品形状受限制

    3.制品成份密度不易控制

    对原料的要求高

    工艺条件不易控制

    1.原料受限制

    2.生产率低

    3.制品形状受限制

    应用实例

    一般过滤器,催化剂支持体

    金属熔体过滤器

    轻质建材,保温材料

    微 孔 分 离 膜


    其中应用比较成功,研究比较活跃的是通过在陶瓷配料中添加挥发性或可燃性造孔剂,利用这些造孔剂在高温下挥发或燃尽而在陶瓷体中留下孔隙。根据孔径大小,陶瓷可分为1000μm到几十微米的粗孔制品、0.2~20μm的微孔制品和0.2μm到几纳米的超微孔制品。根据成孔方法和空隙,多孔陶瓷可分为:泡沫陶瓷、蜂窝陶瓷、粒状陶瓷,其对应气孔率如下:


    多孔陶瓷

    泡沫陶瓷

    蜂窝陶瓷

    粒状陶瓷

    气孔率/%

    80-90

    70

    30-5


    制备技术对多孔陶瓷结构的精确控制,其中包括对影响孔径的大小、形状、分布等都有不同的影响。骨料颗粒间的连接强度决定了多孔陶瓷的强度,同时还需要合理协调气孔率与强度两者之间的关系。


    多孔陶瓷由于气孔率高、密度小、热传导系数低,具有巨大的热阻及较小的体积热容。多孔陶瓷材料的应用已遍及冶金、化工、环保、能源、生物等各领域,除了我们普遍了解的航天飞机外壳隔热、导弹头、过滤器等,目前在电子烟领域也发挥着巨大作用。


    陶瓷雾化芯是目前高品质电子烟小烟的标配,采用的就是多孔陶瓷结构,其孔径一般为微米级或亚微米级,一般称为微孔陶瓷雾化芯。除了雾化芯,还有一类那就是陶瓷导油管,也是采用多孔陶瓷。


    本文来源:《多孔陶瓷材料的制备技术》、艾邦编辑整理

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  • 2019-01-08可陶瓷化硅橡胶低温陶瓷结合剂在电缆的应用

    晶谷材料可陶瓷化硅橡胶低温陶瓷结合剂,软化温度350-480度,在高温下能快速熔化,并与其他阻燃材料反应,形成具有一定强度的壳层。



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